人教版選修34 波的干涉和衍射、多普勒效應(yīng) 第1課時(shí) 作業(yè).docx

第3節(jié)波的干涉和衍射第4節(jié)多普勒效應(yīng)1(多選)關(guān)于兩列波的穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()a任意兩列波都能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象b發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的兩列波，它們的頻率一定相同c在振動(dòng)減弱的區(qū)域，各質(zhì)點(diǎn)都處于波谷d在振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域，有時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移等于零【解析】?jī)闪胁ǒB加產(chǎn)生的穩(wěn)定干涉現(xiàn)象是有條件的，不是任意兩列波都能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象一個(gè)必要條件是兩列波的頻率相同，所以選項(xiàng)a錯(cuò)誤，選項(xiàng)b正確；在振動(dòng)減弱的區(qū)域里，只是兩列波引起質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終是減弱的，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之差如果兩列波的振幅相同，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅就等于零也可能各質(zhì)點(diǎn)不處于波谷，所以選項(xiàng)c錯(cuò)誤；在振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域里，兩列波引起質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)得最劇烈，振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之和但這些點(diǎn)始終是振動(dòng)著的，因而有時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移等于零，所以選項(xiàng)d正確【答案】bd2(多選)關(guān)于波的衍射現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()a水波繞過(guò)障礙物而繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，即為波的衍射現(xiàn)象b衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象c一切波都能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象d要發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，必須滿足一定的條件【解析】水波繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，是波的衍射現(xiàn)象，衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，一切波都能發(fā)生衍射，但發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象需滿足一定的條件，故a、b、d對(duì)【答案】abd3(多選)關(guān)于多普勒效應(yīng)，以下說(shuō)法正確的有()a只有機(jī)械波才能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)b機(jī)械波、電磁波均能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)c產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是波源的頻率發(fā)生了變化d產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是觀察者接收的頻率發(fā)生了變化【解析】多普勒效應(yīng)是波動(dòng)過(guò)程共有的特征，無(wú)論是機(jī)械波還是電磁波都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是觀察者接收的頻率發(fā)生了變化，而波源的頻率不變，故b、d正確，a、c錯(cuò)誤【答案】bd4利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖2312(a)、(b)所示，則() 圖2312a圖a、b均顯示了波的干涉現(xiàn)象b圖a、b均顯示了波的衍射現(xiàn)象c圖a顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖b顯示了波的衍射現(xiàn)象d圖a顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖b顯示了波的干涉現(xiàn)象【答案】d5(多選)下列關(guān)于兩列波相遇時(shí)疊加的說(shuō)法正確的是()a相遇后，振幅小的一列波將減弱，振幅大的一列波將加強(qiáng)b相遇后，兩列波的振動(dòng)情況與相遇前完全相同c在相遇區(qū)域，任一點(diǎn)的總位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和d幾個(gè)人在同一房間說(shuō)話，相互間聽(tīng)得清楚，這說(shuō)明聲波在相遇時(shí)互不干擾【解析】?jī)闪胁ㄏ嘤鰰r(shí)，每一列波引起的振動(dòng)情況都保持不變，而質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)則是兩列波共同作用的結(jié)果，故a選項(xiàng)錯(cuò)誤，b、c選項(xiàng)正確；幾個(gè)人在同一房間說(shuō)話，聲帶振動(dòng)發(fā)出的聲波在空間中相互疊加后，不改變每列波的振幅、頻率，所以聲波傳到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所說(shuō)的話，故d正確【答案】bcd6圖2313分別表示一列水波在傳播過(guò)程中遇到了小孔(甲、乙圖)或障礙物(丙、丁圖)，其中能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的有()圖2313a只有甲、乙、丁b只有甲、丁c只有乙、丙 d只有甲、丙【解析】由發(fā)生明顯衍射的條件知，當(dāng)孔和障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多或者更小時(shí)，能發(fā)生明顯衍射，由圖知甲、乙、丁可發(fā)生，故選a.【答案】a7(多選)上課時(shí)老師將一蜂鳴器固定在教鞭一端后迅速水平旋轉(zhuǎn)，蜂鳴器音調(diào)竟然忽高忽低變化，下列判斷正確的是()a旋轉(zhuǎn)時(shí)蜂鳴器發(fā)出的頻率變化了b由于旋轉(zhuǎn)，改變了同學(xué)們聽(tīng)到的聲音頻率c蜂鳴器音調(diào)變高時(shí)，一定是向靠近觀察者的方向運(yùn)動(dòng)d音調(diào)的忽高忽低是由波的干涉造成的【解析】蜂鳴器發(fā)出的聲音頻率沒(méi)變，只是在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中與觀察者之間相對(duì)位置改變了【答案】bc圖23148如圖2314表示產(chǎn)生機(jī)械波的波源o做勻速運(yùn)動(dòng)的情況，圖中的圓表示波峰該圖表示的是()a干涉現(xiàn)象b衍射現(xiàn)象c反射現(xiàn)象d多普勒效應(yīng)【解析】多普勒效應(yīng)是在波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象，故知該圖表示的是多普勒效應(yīng)【答案】d9分析下列物理現(xiàn)象：(1)夏天，在一次閃電過(guò)后，有時(shí)雷聲轟鳴不絕(2)“聞其聲而不見(jiàn)其人”(3)學(xué)生圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽(tīng)到忽強(qiáng)忽弱的聲音(4)當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們急駛而來(lái)時(shí)，我們聽(tīng)到汽笛聲的音調(diào)變高這些物理現(xiàn)象分別屬于波的()a反射、衍射、干涉、多普勒效應(yīng)b折射、衍射、多普勒效應(yīng)、干涉c反射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)d衍射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)【解析】夏天，在一次閃電過(guò)后，有時(shí)雷聲轟鳴不絕是雷聲在云層里多次反射造成的；聞其聲而不見(jiàn)其人是聲波的衍射造成的；振動(dòng)的音叉會(huì)產(chǎn)生聲波的干涉現(xiàn)象，故聽(tīng)到忽強(qiáng)忽弱的聲音；我們聽(tīng)到汽笛聲的音調(diào)變高是由多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的現(xiàn)象，故a正確【答案】a圖231510兩列波源s1、s2在水槽中形成的波形如圖2315所示，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則()a在兩波相遇的區(qū)域中會(huì)產(chǎn)生干涉b在兩波相遇的區(qū)域中不會(huì)產(chǎn)生干涉ca點(diǎn)的振動(dòng)始終加強(qiáng)da點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱【解析】由圖知，兩列波的波長(zhǎng)不相等，不滿足波的干涉條件，故b正確，a、c、d錯(cuò)誤【答案】b11(多選)當(dāng)兩列振動(dòng)情況完全相同的水波發(fā)生干涉時(shí)，如果兩列波的波峰在p點(diǎn)相遇，下列說(shuō)法正確的是()a質(zhì)點(diǎn)p的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的b質(zhì)點(diǎn)p的振幅最大c質(zhì)點(diǎn)p的位移始終最大d質(zhì)點(diǎn)p的位移有時(shí)為零【解析】干涉現(xiàn)象中，振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的振幅大，但位移是變化的【答案】abd12(多選)下面哪些應(yīng)用是利用了多普勒效應(yīng)()a利用在地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來(lái)判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速率b交通警察向行駛中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來(lái)，根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化，就知道汽車的速度，以便于進(jìn)行交通管理c鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運(yùn)動(dòng)情況d有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲可判斷飛行的炮彈是接近還是遠(yuǎn)去【解析】凡是波都具有多普勒效應(yīng)，因此利用光波的多普勒效應(yīng)便可以測(cè)定遙遠(yuǎn)星體相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的速率，故a選項(xiàng)正確；被反射的電磁波，相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)出的電磁波，其頻率發(fā)生變化，由多普勒效應(yīng)的計(jì)算公式可以求出運(yùn)動(dòng)物體的速度，故b選項(xiàng)正確；鐵路工人是根據(jù)振動(dòng)的強(qiáng)弱而對(duì)列車的運(yùn)動(dòng)做出判斷的，故c不正確；炮彈飛行，與空氣摩擦產(chǎn)生聲波，人耳接收到的頻率與炮彈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，故d選項(xiàng)正確【答案】abd圖231613在水面上有s1和s2兩個(gè)振幅和頻率相同的波源，開(kāi)始起振時(shí)兩波源的振動(dòng)方向相反在兩波源連線的中垂線上有a、b、c三點(diǎn)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間這三點(diǎn)都處于兩列波的疊加區(qū)域內(nèi)如圖2316所示，則下列說(shuō)法中正確的是()aa點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，c點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)ba、c點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，b點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)ca、c點(diǎn)此時(shí)刻振動(dòng)加強(qiáng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后變?yōu)檎駝?dòng)減弱點(diǎn)，而b點(diǎn)可能變?yōu)檎駝?dòng)加強(qiáng)點(diǎn)da、b、c三點(diǎn)都是振動(dòng)減弱點(diǎn)【解析】由s1和s2兩列頻率相同的波源所發(fā)出的機(jī)械波，相遇后滿足相干條件，在它們重疊區(qū)域?qū)l(fā)生干涉由于s1和s2兩波源振動(dòng)方向相反，所以在s1s2的垂直平分線上，任一點(diǎn)由兩列波所引起的振動(dòng)點(diǎn)總是大小相同、方向相反，相互疊加，使振動(dòng)減弱所以a、b、c三點(diǎn)都是振動(dòng)減弱的點(diǎn)，因此只有選項(xiàng)d是正確的【答案】d14(多選)如圖2317所示表示兩列相干水波的疊加情況，圖中的實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，設(shè)兩列波的振幅均為5 cm，且在圖示的范圍內(nèi)振幅不變，波速和波長(zhǎng)分別為1 m/s和0.5 mc點(diǎn)是be連線的中點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是()圖2317ac、e兩點(diǎn)都保持靜止不動(dòng)b圖示時(shí)刻a、b兩點(diǎn)的豎直高度差為20 cmc圖示時(shí)刻c點(diǎn)正處在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng)d從圖示的時(shí)刻起經(jīng)0.25 s后，b點(diǎn)通過(guò)的路程為20 cm【解析】加強(qiáng)區(qū)是質(zhì)點(diǎn)a、b、e的連線處，減弱區(qū)是過(guò)d、f的連線處和過(guò)p、q的連線處，c、e為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，不可能靜止不動(dòng)圖示時(shí)刻，a在波峰，b在波谷，它們的振動(dòng)是加強(qiáng)的，故振幅均為兩列波振幅之和，此時(shí)兩點(diǎn)的高度差為20 cm.波是由e向a處傳播的，在圖示時(shí)刻，a、b、c、e等質(zhì)點(diǎn)的波形圖如圖所示，由圖可知，c點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，波的周期t0.5 s，t0.25 s，b點(diǎn)通過(guò)的路程為s2a210 cm20 cm，故b、c、d正確【答案】bcd圖231815把m、n兩塊擋板中的空隙當(dāng)成一個(gè)“小孔”做水波的衍射實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)了如圖2318所示的圖樣，位置p處的水沒(méi)有振動(dòng)起來(lái)，現(xiàn)要使擋板左邊的振動(dòng)傳到p處，在不改變擋板m的位置和p點(diǎn)位置的情況下，可以采用哪些辦法？【解析】波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或狹縫的尺寸與波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小，所以要使p點(diǎn)振動(dòng)起來(lái)，有兩種方法，一是減小孔的尺寸，二是增大水波的波長(zhǎng)n板向上移，可以減小孔的尺寸；水波的波速一定，由vf可知，減小波源的頻率可以增大水波的波長(zhǎng)【答案】n板上移或減小波源振動(dòng)的頻率16如圖2319所示，兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于x2101 m和x12101 m處，兩列波的波速均為v0.4 m/s，兩波源的振幅均為a2 cm.圖示為t0時(shí)刻兩列波的圖象(傳播方向如圖)，此刻平衡位置處于x0.2 m和x0.8 m的p、q兩質(zhì)點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)m的平衡位置處于x0.5 m處圖2319(1)從t0時(shí)刻起，兩列波經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間相遇？(2)質(zhì)點(diǎn)m振動(dòng)的振幅多大？(3)t1 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)m的位移多大？【解析】(1)由v得t s